KR101070892B1 - Air foil bearing and structure for supplying air into it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각 성능과 댐핑 능력을 향상시켜 회전 안정성을 증가시킨 에어 포일 베어링 및 그 공기 공급 구조를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 길이 방향의 중간 부분으로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되며, 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브 및 상기 슬롯에 일단부가 결합되어지고 슬리브의 내면에 원주 방향을 따라 배치된 적어도 하나의 에어 포일을 포함하는 에어 포일 베어링을 제공한다. 또한, 회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 그 길이 방향의 중간부에 상기 중공부로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되고 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브, 상기 슬롯에 일단부가 고정 설치되는 적어도 하나의 에어 포일, 상기 슬리브가 결합되고 상기 공기 주입구와 연결되는 공기 유로가 형성된 하우징, 및 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구를 통해 상기 슬리브 내로 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조를 제공한다. An object of the present invention is to provide an air foil bearing and its air supply structure which have improved rotational stability by improving cooling performance and damping ability, and to achieve this object, a hollow portion accommodating a rotating shaft is formed, and the hollow At least one air inlet is formed to supply compressed air to the middle portion of the longitudinal direction, and a sleeve having at least one slot formed along a longitudinal direction on an inner surface thereof, and one end coupled to the slot, and a circumferential direction on an inner surface of the sleeve. It provides an air foil bearing comprising at least one air foil disposed along. In addition, a hollow portion is formed to accommodate the rotation shaft, at least one air inlet is formed to supply compressed air to the hollow portion in the middle portion of the longitudinal direction and the sleeve having at least one slot in the longitudinal direction on the inner surface, the At least one air foil having one end fixedly installed in a slot, a housing having an air passage coupled to the sleeve and connected to the air inlet, and an air supply unit configured to supply air into the sleeve through the air passage and the air inlet. It provides an air supply structure of an air foil bearing comprising.

Description

에어 포일 베어링 및 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조{Air foil bearing and structure for supplying air into it}Air foil bearing and structure for supplying air into it}

도 1에는 종래의 에어 포일 베어링의 냉각공기 흐름을 보여주는 단면도가 도시되어 있고, 1 is a cross-sectional view showing the cooling air flow of the conventional air foil bearing,

도 2에는 도 1의 II-II 선을 따라 자른 단면도가 도시되어 있고, 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1,

도 3에는 본 발명에 따른 에어 포일 베어링 및 그 공기 공급 구조를 설명하는 단면도가 도시되어 있고, 3 is a cross-sectional view illustrating an air foil bearing and an air supply structure thereof according to the present invention,

도 4에는 도 3의 IV부분의 확대도가 도시되어 있고, 4 shows an enlarged view of part IV of FIG. 3,

도 5에는 도 4의 V-V 방향에서 바라본 단면도가 도시되어 있으며, 그리고 FIG. 5 is a sectional view seen from the V-V direction of FIG. 4, and

도 6에는 본 발명의 다른 실시예의 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조를 성명하는 단면도가 도시되어 있다. 6 is a cross-sectional view showing the air supply structure of the air foil bearing of another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100, 200: 에어 포일 베어링 101, 201: 에어 포일100, 200: air foil bearing 101, 201: air foil

102, 202: 간극 103, 203: 슬롯102, 202: gap 103, 203: slot

104, 204: 슬리브 110, 210: 하우징104, 204: sleeve 110, 210: housing

120: 회전축 205: 공기 주입구120: rotation axis 205: air inlet

206: 공기 유로 연결 홈 207: 슬리브 양단부 206: air flow path connecting groove 207: both ends of the sleeve                 

211: 공기 유로211: air euro

본 발명은 고속 회전체에 사용되는 에어 포일 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 성능과 댐핑 능력을 향상시켜 회전 안정성을 향상시킨 에어 포일 베어링 및 그 공기 공급 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air foil bearing used in a high speed rotating body, and more particularly, to an air foil bearing having improved rotational stability by improving cooling performance and damping ability and an air supply structure thereof.

에어 포일 베어링은 압축기(compressor), 블로어(blower), 모터 또는 발전기 등에 사용되는 회전축과 같은 고속의 회전체를 지지하기 위해 사용된다. Air foil bearings are used to support high speed rotors such as rotary shafts used in compressors, blowers, motors or generators.

도 1에는 종래의 에어 포일 베어링의 냉각공기 흐름을 보여주는 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 에어 포일 베어링의 II-II 선을 따라 자른 단면도가 도시되어 있다. 1 is a cross-sectional view showing a cooling air flow of a conventional air foil bearing, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the air foil bearing shown in FIG.

도 1에 도시된 것과 같이 에어 포일 베어링(100)은 하우징(110)에 결합되어 회전축(120)을 지지한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 에어 포일 베어링(100)은 상기 회전축(120)이 고속으로 회전할 때, 고속 회전에 의해 상기 회전축(120)과 고정자(stator)인 슬리브(104)간의 작은 간극(101)에서 발생되는 압력장에 의해 회전축(120)이 부상하도록 하여 회전축(120)을 회전 가능하게 지지하게 된다. 회전 중에 상기 회전축(120)과 상기 슬리브(104) 간의 간극(101)은 일정하게 유지된다. 에어 포일 베어링의 불안정성(instability) 문제를 해결하기 위해 회전축과 고정자 사이에는 얇은 에어 포일(101)이 개재된다. As shown in FIG. 1, the air foil bearing 100 is coupled to the housing 110 to support the rotating shaft 120. As shown in FIG. 2, the air foil bearing 100 has a small gap between the rotating shaft 120 and the sleeve 104 which is a stator by the high speed rotation when the rotating shaft 120 rotates at a high speed. The rotating shaft 120 is floated by the pressure field generated by the 101 to rotatably support the rotating shaft 120. During rotation, the gap 101 between the rotating shaft 120 and the sleeve 104 remains constant. In order to solve the instability problem of the air foil bearing, a thin air foil 101 is interposed between the rotating shaft and the stator.                         

이러한 에어 포일 베어링(100)은 회전축이 고속으로 회전하고 작은 간극(101)에서 급격하게 속도 구배(공기 압력 구배)가 변화하기 때문에 동작 중에 많은 열이 발생하게 되어 적절히 냉각해줄 필요가 있다. 종래에는 도 1에 화살표로 도시된 것과 같이, 냉각을 위해 베어링의 중공부 길이 방향으로 일단부에서 타단부로 냉각 공기를 공급하여 베어링의 작은 간극(101)에서 발생되는 열을 냉각시켜왔다. The air foil bearing 100 is rotated at a high speed and the speed gradient (air pressure gradient) is rapidly changed in the small gap 101, so that a lot of heat is generated during operation, it is necessary to cool properly. Conventionally, as shown by the arrows in FIG. 1, cooling air is supplied from one end to the other end in the longitudinal direction of the hollow part of the bearing for cooling to cool the heat generated in the small gap 101 of the bearing.

통상 에어 포일 베어링(100)과 회전축(120)이 결합된 부분에서 발생하는 열은 베어링의 중앙부분에서 가장 많고, 양단부로 갈수록 적다. 종래의 공기 공급 구조에 따르면, 비교적 열이 적게 발생하는 일단부로부터 열이 더 많이 발생하는 중앙부분으로 냉각 공기가 공급되게 되고, 다시 비교적 발열량이 적은 타단부로 냉각 공기가 통과하게 된다. 따라서, 회전축에서의 온도는 공기가 주입되는 일단부로부터 타단부로 갈수록 높아지도록 분포하게 되고, 열팽창에 의해 간극의 폭은 공기 주입구 부분이 더 좁고 후방으로 갈수록 넓어지는 쐐기 모양이 된다. 이는 회전축의 회전 안정성을 해치게 되어 이를 해결할 방안을 마련할 필요성이 대두되고 있다.  In general, the heat generated at the portion where the air foil bearing 100 and the rotating shaft 120 are coupled is the most at the center portion of the bearing, and less toward both ends. According to the conventional air supply structure, the cooling air is supplied from the one end where the heat is generated relatively to the central part where the heat is generated more, and the cooling air passes through the other end where the heat generation amount is relatively low. Therefore, the temperature at the rotation shaft is distributed so as to increase from one end to which the air is injected toward the other end, and the gap has a wedge shape in which the width of the gap is narrower and wider toward the rear by the thermal expansion. This impairs the rotational stability of the rotating shaft, and there is a need to prepare a solution to solve this problem.

한편, 통상적으로 에어 포일 베어링은 회전축의 회전 진동을 감쇠시키는 댐핑(damping) 능력이 떨어지는 경우, 회전축이 굽힘 임계 속도(bending critical speed)를 통과할 때 큰 진동이 발생하고, 베어링 코팅제의 마모와 회전축과 고정자의 러빙(rubbing) 현상 등의 문제가 발생한다는 단점이 있다. 이러한 문제를 예방하기 위해서는 에어 포일 베어링의 진동이 있을 경우 이를 감쇠시킴으로써, 회전축 이 설치되어 있는 회전기기의 안정성(stability)을 향상시킬 필요가 있다. On the other hand, in general, when the air foil bearing has a low damping ability to dampen the rotational vibration of the rotating shaft, a large vibration occurs when the rotating shaft passes a bending critical speed, and the wear of the bearing coating and the rotating shaft are reduced. And problems such as rubbing of the stator occur. In order to prevent such a problem, it is necessary to attenuate the vibration of the air foil bearing, thereby improving the stability of the rotating machine in which the rotating shaft is installed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉각 성능과 댐핑 능력이 향상되고, 이에 따라 회전 안정성이 향상된 에어 포일 베어링 및 그 공기 공급 구조를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an air foil bearing and its air supply structure with improved cooling performance and damping ability, thereby improving rotational stability.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 길이 방향의 중간 부분으로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되며, 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브 및 상기 슬롯에 일단부가 결합되어지고 슬리브의 내면에 원주 방향을 따라 배치된 적어도 하나의 에어 포일을 포함하는 에어 포일 베어링을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a hollow portion for receiving the rotating shaft is formed, at least one air inlet is formed to supply compressed air to the middle portion of the longitudinal direction of the hollow portion is formed, the longitudinal direction on the inner surface Accordingly, there is provided an air foil bearing including a sleeve having at least one slot formed therein and at least one air foil having one end coupled to the slot and disposed in a circumferential direction on an inner surface of the sleeve.

여기서, 상기 공기 주입구는 일부분이라도 그 직경이 작게 형성되어, 통과하는 공기가 팽창하여 냉각되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the air inlet is formed at a small diameter even in part, and the air passing through is expanded and cooled.

여기서, 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 중간 부분에 둘레를 따라 복수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that a plurality of air inlets are formed along the circumference of the middle portion of the sleeve.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 그 길이 방향의 중간부에 상기 중공부로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되고 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브, 상기 슬롯에 일단부가 고정 설치되는 적어도 하 나의 에어 포일, 상기 슬리브가 결합되고 상기 공기 주입구와 연결되는 공기 유로가 형성된 하우징, 및 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구를 통해 상기 슬리브 내로 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조가 제공된다. In addition, in order to achieve the object of the present invention as described above, a hollow portion for receiving the rotating shaft is formed, at least one air inlet is formed to supply compressed air to the hollow portion in the middle of the longitudinal direction and the length on the inner surface A sleeve having at least one slot formed in a direction, at least one air foil having one end fixedly installed in the slot, a housing having an air passage coupled to the sleeve and connected to the air inlet, and the air passage and the air inlet An air supply structure of an air foil bearing is provided that includes an air supply for supplying air into the sleeve through.

여기서, 상기 공기 주입구는 일부분이라도 그 직경이 작게 형성되어, 통과하는 공기가 팽창하여 냉각되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the air inlet is formed at a small diameter even in part, and the air passing through is expanded and cooled.

여기서, 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 중간 부분에 둘레를 따라 복수 개가 형성되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that a plurality of air inlets are formed along the circumference of the middle portion of the sleeve.

여기서, 상기 하우징에는, 상기 슬리브와 결합되는 면의 중앙부분에, 상기 공기 유로와 상기 공기 주입구를 연결하고 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구보다 폭이 넓은 공기 유로 연결 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that an air flow path connecting groove is formed in the housing at a central portion of the surface coupled with the sleeve to connect the air flow path to the air inlet and have a wider width than the air flow path and the air inlet.

여기서, 상기 슬리브에는, 그 중앙부분에 상기 공기 유로와 상기 공기 주입구를 연결하고 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구보다 폭이 넓은 공기 유로 연결 홈이 둘레를 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다.
Here, it is preferable that the said air flow path and the said air inlet are connected to the center part in the said sleeve, The air flow path and the air flow path connecting groove which is wider than the said air inlet are formed along the circumference.

이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명에 따른 에어 포일 베어링 및 그 공기 공급 구조를 설명하는 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 IV부분의 확대도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4의 V-V 방향에서 바라본 단면도가 도시되어 있다. 3 is a cross-sectional view illustrating an air foil bearing and an air supply structure thereof according to the present invention, FIG. 4 is an enlarged view of part IV of FIG. 3, and FIG. 5 is viewed from the VV direction of FIG. 4. A cross section is shown.

본 발명에 따른 에어 포일 베어링(200)은, 도 3에 도시된 것과 같이, 하우징(210)에 결합되어 회전축(120)을 지지하고, 도 4 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 슬리브(204) 및 에어 포일(201)을 포함한다. Air foil bearing 200 according to the present invention, as shown in Figure 3, is coupled to the housing 210 to support the rotating shaft 120, as shown in Figures 4 to 6, sleeve 204 And air foil 201.

상기 슬리브(204)는 내부에 상기 회전축(120)을 수용하는 중공부가 형성된 관상 부재로, 상기 중공부의 길이 방향의 중간 부분에는 압축 공기를 공급할 수 있도록 공기 주입구(205)가 형성되어 있다. The sleeve 204 is a tubular member having a hollow portion accommodating the rotating shaft 120 therein, and an air inlet 205 is formed in the middle portion of the hollow portion in a longitudinal direction to supply compressed air.

상기 공기 주입구(205)는 일부분이라도 그 직경이 충분히 작게 형성되어, 통과하는 공기가 주울-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)에 의해 팽창하여 냉각될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 공기 주입구(205)는 상기 슬리브(204)의 길이 방향의 중간 부분에 2개 이상 형성될 수 있는데, 특히 상기 슬리브(204)의 중앙부에 둘레를 따라 복수 개가 형성되는 것이 바람직하다(도 5). Preferably, the air inlet 205 is formed to be sufficiently small in diameter so that the air passing through is expanded and cooled by the Joule-Thomson effect. In addition, two or more air inlets 205 may be formed in the middle portion of the sleeve 204 in the longitudinal direction, and particularly, a plurality of air inlets may be formed along the circumference of the center of the sleeve 204 (FIG. 5).

상기 에어 포일(201)은 탄성체로 만들어지고, 임의의 곡률이 형성되며, 길이 방향으로 일정한 단면 형상을 가지는 판상 부재이다. 다만, 상기 회전축과 닿는 경우 마찰 댐핑 효과를 크게 할 수 있도록, 회전축(120) 방향으로 오목하게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 슬리브(204)는 내면에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯(103)이 형성되고, 상기 에어 포일(201)들은 각각 상기 슬롯(103)에 일단이 고정될 수 있다. 상기 에어 포일(201)은 상기 회전축(120)과 상기 슬리브(204) 사이의 마찰에 의한 발열과 마모를 줄이기 위해 설치되는 것으로, 미끄러짐이 좋고 마모가 덜 되는 코팅제로 덮여 있다. The air foil 201 is a plate member made of an elastic body, formed with an arbitrary curvature, and having a constant cross-sectional shape in the longitudinal direction. However, in contact with the rotating shaft, the friction damping effect may be increased to be concave in the direction of the rotating shaft 120. The sleeve 204 may have a plurality of slots 103 formed in an inner surface thereof in a circumferential direction, and one end of each of the air foils 201 may be fixed to the slot 103. The air foil 201 is installed to reduce heat generation and abrasion caused by friction between the rotating shaft 120 and the sleeve 204, and is covered with a coating having good slip and less wear.

상기와 같은 구성을 가지는 에어 포일 베어링(200)은, 도 3에 도시된 것과 같이, 회전축을 지지하도록 하우징(210)에 결합되고, 그 슬리브(204)의 중공부에 상기 회전축(120)을 수용한다. 상기 하우징(210)의 베어링 결합 부분에는 상기 공기 주입구(205)와 연결되는 공기 유로(211)가 형성되고, 상기 공기 유로(211) 및 상기 공기 주입구(205)를 통해 압축 공기를 상기 에어 포일 베어링(200)의 내부로 공급하는 공기 공급부(미도시)가 설치된다. 상기 공기 공급부는 상기 하우징(210)과 결합되어 설치될 수도 있고, 상기 하우징(210) 외부에 별도로 설치되어 공기 튜브로 상기 공기 유로(211) 및 상기 공기 주입구(205)에 연결될 수도 있다. 상기 공기 공급부는 공기 압축기(air compressor)가 사용될 수 있다. As shown in FIG. 3, the air foil bearing 200 having the above configuration is coupled to the housing 210 to support the rotating shaft, and accommodates the rotating shaft 120 in the hollow portion of the sleeve 204. do. An air flow path 211 connected to the air inlet 205 is formed at a bearing coupling portion of the housing 210, and compressed air is supplied to the compressed air through the air flow path 211 and the air inlet 205. An air supply unit (not shown) for supplying the inside of the 200 is installed. The air supply unit may be installed in combination with the housing 210 or may be separately installed outside the housing 210 and connected to the air flow path 211 and the air inlet 205 by an air tube. The air supply unit may be an air compressor.

상기 공기 주입구(205)가 상기 에어 포일 베어링의 중앙부에 형성되어 있어 압축 공기는 상기 에어 포일 베어링(200)의 중앙 부분으로부터 상기 에어 포일 베어링과 상기 회전축 사이의 간극(202)으로 유입되고 상기 에어 포일 베어링(200)의 양단부를 통해 배출된다. The air inlet 205 is formed in the center of the air foil bearing so that the compressed air is introduced into the gap 202 between the air foil bearing and the rotating shaft from the center portion of the air foil bearing 200 and the air foil Discharged through both ends of the bearing 200.

압축 공기가 상기 회전축(120)이 위치하는 상기 에어 포일 베어링(200)의 중앙부로부터 상기 에어 포일 베어링(200)의 양단부 방향으로 공급됨으로써, 상기 회전축(120) 내의 온도가 높은 곳부터 낮은 곳의 순으로 냉각이 되어, 냉각 효과가 향상되고, 상기 회전축(120)과 상기 슬리브(204) 사이의 간극(202)의 폭이 균일하게 된다. Compressed air is supplied to both ends of the air foil bearing 200 from the center of the air foil bearing 200 in which the rotating shaft 120 is located, so that the temperature of the rotating shaft 120 is high from low to low. Cooling, the cooling effect is improved, and the width of the gap 202 between the rotating shaft 120 and the sleeve 204 becomes uniform.

그리고, 상기 에어 포일 베어링(200) 내부에 있던 공기가 상기 회전축(120)의 고속 회전에 의해 압축되고, 이에 더하여 외부의 압축 공기가 상기 공기 주입구(205)를 통하여 공급됨으로써, 상기 회전축(120)과 상기 슬리브(204) 간의 간극(202)에서의 공기 압력은 더욱 상승한다. 이에 따라 공기 압축에 의해 생성되 는 에어 댐핑의 효과와, 상기 에어 포일(201)의 지지능력 향상으로 인한 마찰 댐핑의 효과가 더욱 커지게 된다. Then, the air inside the air foil bearing 200 is compressed by the high speed rotation of the rotary shaft 120, in addition to the external compressed air is supplied through the air inlet 205, the rotary shaft 120 And the air pressure in the gap 202 between the sleeve 204 further rises. Accordingly, the effect of the air damping generated by the air compression, and the friction damping due to the improved support capacity of the air foil 201 is further increased.

또한, 마찰 댐핑이 회전속도 증가에 따라 큰 변화가 없고 거의 일정한 댐핑 성능을 보이는 것과 달리, 본 발명에서와 같은 방향으로의 냉각 공기 공급에 따른 압력 증가는, 상기 회전축(120)의 회전 속도 증가에 따라 더욱 큰 댐핑 효과를 가질 수 있다. 그리고, 압축 공기를 상기 에어 포일(201)의 아래 부분으로 공급함으로써, 외부에서 직접 상기 회전축(120)으로 압축 공기를 공급함에 따라 회전축(120)의 회전이 안정적으로 이루어지지 못하고 진동하게 될 가능성을 차단한다. In addition, unlike friction damping does not change significantly with increasing rotational speed and exhibits almost constant damping performance, the increase in pressure due to the supply of cooling air in the same direction as in the present invention is dependent on an increase in the rotational speed of the rotating shaft 120. Therefore, it can have a larger damping effect. And, by supplying the compressed air to the lower portion of the air foil 201, by supplying the compressed air to the rotary shaft 120 directly from the outside there is a possibility that the rotation of the rotary shaft 120 is not made stable and vibrated Block it.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 슬리브(204)의 외면에는 상기 슬리브(204)와 상기 하우징(210)의 조립이 용이하도록 양단부(207)의 외경보다 중앙부의 외경이 작도록 단이 형성되어 있다. 상기 양단부(207)를 상기 하우징(210)과 열간조립함으로써, 상기 하우징(210)과 상기 슬리브(204)가 억지끼워맞춤되고, 상기 외경이 작은 공기 유로 연결 홈(206)과 상기 하우징(210)에 의해 형성되는 공간은 외부와 밀봉된다. 이에 따라, 상기 공기 유로 연결 홈(206)에 주입된 압축 공기는 일정 수치 이상의 압력을 유지할 수 있다. As shown in FIGS. 3 and 4, the outer surface of the sleeve 204 has a stage such that the outer diameter of the center portion is smaller than the outer diameter of both ends 207 so that the sleeve 204 and the housing 210 can be easily assembled. Formed. By hot assembling the both ends 207 with the housing 210, the housing 210 and the sleeve 204 are fitted to each other, and the outer diameter of the air passage connecting groove 206 and the housing 210 are small. The space formed by the seal is sealed with the outside. Accordingly, the compressed air injected into the air flow path connecting groove 206 may maintain a pressure higher than a predetermined value.

도 6에는 본 발명의 다른 실시에에 따른 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조를 설명하는 도면이 도시되어 있다. 6 is a view illustrating an air supply structure of an air foil bearing according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 것과 같이, 도 3에서 상기 슬리브에 형성된 것으로 도시된 공기 유로 연결 홈(206)은 상기 하우징(210)에 형성될 수도 있다. 도 3에 도시된 것 과 같이, 상기 슬리브에 상기 공기 유로 연결 홈(206)을 형성하는 것이 상기 슬리브의 두께를 얇게 만들 수 있어 더욱 바람직하다. As shown in FIG. 6, an air flow path connecting groove 206 shown as being formed in the sleeve in FIG. 3 may be formed in the housing 210. As shown in FIG. 3, it is more preferable to form the air flow path connecting groove 206 in the sleeve to make the thickness of the sleeve thin.

한편, 상기 공기 주입구(205)의 모양은 다양한 형태가 가능하지만, 공정의 편의를 위하여 원형의 홀로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 공기 주입구(205)의 크기를 조절하여 상기 에어 포일 베어링(200) 내부로 주입되는 압축 공기의 양과 압력을 조절 가능하게 되어 필요한 최적의 냉각 성능과 에어 댐핑의 효과를 얻을 수 있는 설계가 가능하다. On the other hand, the shape of the air inlet 205 may be a variety of forms, it is preferable to form a circular hole for the convenience of the process. By adjusting the size of the air inlet 205, it is possible to adjust the amount and pressure of the compressed air injected into the air foil bearing 200, it is possible to design that can obtain the required optimal cooling performance and the effect of air damping. .

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공기 주입구가 슬리브의 중앙 부분에 형성되어, 슬리브와 회전축의 균일한 냉각이 가능하다. 이에 따라, 회전축과 베어링 슬리브 사이의 간극이 쐐기 모양으로 변형되지 않고 간극의 폭이 균일하게 유지되어, 에어 포일 베어링에 의해 지지되는 회전축의 회전 안정성이 향상된다. As described above, according to the present invention, the air inlet is formed in the center portion of the sleeve, it is possible to uniformly cool the sleeve and the rotating shaft. As a result, the gap between the rotating shaft and the bearing sleeve is not deformed in a wedge shape and the width of the gap is kept uniform, thereby improving the rotational stability of the rotating shaft supported by the air foil bearing.

그리고, 에어 포일 베어링 내부에서 회전축과 슬리브간의 간극에서의 공기 압력이 더욱 상승하여, 공기 압력에 의해 생성되는 에어 댐핑의 효과가 향상되고, 에어 포일의 지지능력이 향상되어 마찰 댐핑의 효과가 향상된다. 이에 따라 에어 포일 베어링에 의해 지지되는 회전축의 회전 안정성이 더욱 향상된다. In addition, the air pressure in the gap between the rotating shaft and the sleeve is further increased within the air foil bearing, so that the effect of air damping generated by the air pressure is improved, and the support ability of the air foil is improved, thereby improving the effect of friction damping. . This further improves the rotational stability of the rotating shaft supported by the air foil bearing.

그리고, 압축 공기를 에어 포일의 아래 부분으로 공급함으로써, 외부에서 회전축으로 직접 압축 공기를 공급함에 따라 회전축이 진동하게 될 가능성을 차단할 수 있다. And, by supplying the compressed air to the lower portion of the air foil, it is possible to block the possibility that the rotating shaft is vibrated by supplying the compressed air directly from the outside to the rotating shaft.                     

또한, 공기 주입구의 모양이나 크기를 조절하여 상기 에어 포일 베어링 내부로 주입되는 압축 공기의 양과 압력을 조절 가능하게 되어 냉각 성능과 에어 댐핑의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, by adjusting the shape or size of the air inlet can adjust the amount and pressure of the compressed air injected into the air foil bearing can further improve the cooling performance and the effect of air damping.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (8)

회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 길이 방향의 중간 부분으로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되며, 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브; 및 A hollow portion configured to receive a rotating shaft, at least one air inlet is formed to supply compressed air to a middle portion of the hollow portion in a longitudinal direction, and a sleeve having at least one slot formed along an inner surface thereof; And 상기 슬롯에 일단부가 결합되고 슬리브의 내면에 원주 방향을 따라 배치된 적어도 하나의 에어 포일을 포함하며,One end coupled to the slot and at least one air foil disposed circumferentially on an inner surface of the sleeve, 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 아래쪽 절반에만 형성이 되는 에어 포일 베어링.The air inlet is formed in only the lower half of the sleeve air foil bearing. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공기 주입구는 일부분이라도 그 직경이 작게 형성되어, 통과하는 공기가 팽창하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.The air inlet is formed in a small diameter even at a portion of the air foil bearing, characterized in that the air passing through is expanded and cooled. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 중간 부분에 둘레를 따라 복수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.The air inlet bearing is characterized in that the plurality of air inlet is formed in the middle portion of the sleeve along the circumference. 회전축을 수용하는 중공부가 형성되고, 그 길이 방향의 중간부에 상기 중공부로 압축공기를 공급할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기 주입구가 형성되고, 내면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 형성된 슬리브; A hollow portion configured to receive a rotating shaft, at least one air inlet hole is formed to supply compressed air to the hollow portion at a middle portion thereof in a longitudinal direction, and a sleeve having at least one slot formed along an inner surface thereof; 상기 슬롯에 일단부가 고정 설치되는 적어도 하나의 에어 포일; At least one air foil having one end fixed to the slot; 상기 슬리브가 결합되고, 상기 공기 주입구와 연결되는 공기 유로가 형성된 하우징; 및 A housing to which the sleeve is coupled and formed with an air passage connected to the air inlet; And 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구를 통해 상기 슬리브 내로 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하며,An air supply unit for supplying air into the sleeve through the air flow path and the air inlet, 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 아래쪽 절반에만 형성이 되는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조. The air inlet is the air supply structure of the air foil bearing is formed only in the lower half of the sleeve. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 공기 주입구는 일부분이라도 그 직경이 작게 형성되어, 통과하는 공기가 팽창하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조. The air inlet is formed at a small diameter even at a portion, the air supply structure of the air foil bearing, characterized in that the air passing through is expanded and cooled. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 공기 주입구는 상기 슬리브의 중간 부분에 둘레를 따라 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조. Air supply structure of the air foil bearing, characterized in that the plurality of air inlet is formed in the middle portion of the sleeve along the circumference. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 하우징에는, 상기 슬리브와 결합되는 면의 중앙부분에, 상기 공기 유로와 상기 공기 주입구를 연결하고 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구보다 폭이 넓은 공기 유로 연결 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조. In the housing, an air foil connecting groove is formed at a central portion of the surface coupled with the sleeve, and an air flow path connecting groove is formed that is wider than the air flow path and the air inlet. Air supply structure of the bearing. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 슬리브에는, 그 중앙부분에 상기 공기 유로와 상기 공기 주입구를 연결하고 상기 공기 유로 및 상기 공기 주입구보다 폭이 넓은 공기 유로 연결 홈이 둘레를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 공기 공급 구조. In the sleeve, the air supply of the air foil bearing, characterized in that connecting the air flow path and the air inlet to the center portion, the air flow path connecting groove is wider than the air flow path and the air inlet is formed along the circumference rescue.
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